2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第2章 第5節(jié) 焦耳定律（教案）.doc

2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第2章 第5節(jié) 焦耳定律（教案）【知識(shí)與技能】1、理解電功、電功率的概念，公式的物理意義。了解實(shí)際功率和額定功率。2、了解電功和電熱的關(guān)系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的適應(yīng)條件。3、知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉(zhuǎn)化關(guān)系，電功大于電熱。4、能運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解決簡(jiǎn)單的含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路問題?！具^程與方法】1、通過有關(guān)實(shí)例，讓學(xué)生理解電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】1、通過學(xué)習(xí)進(jìn)一步體會(huì)能量守恒定律的普遍性?！窘虒W(xué)過程】重難點(diǎn)一、電功和電功率電功和電功率1電功(1)定義：電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積(2)公式：WIUt.(3)國(guó)際單位：焦，符號(hào)：J.(4)實(shí)質(zhì)：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力在做功(5)意義：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電流做了多少功，表明就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能即電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度2電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功(2)公式：PIU.(3)單位：瓦，符號(hào)：W.(4)意義：表示電流做功的快慢(5)額定功率和實(shí)際功率用電器正常工作時(shí)所消耗的功率叫做額定功率當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓U額時(shí)，電流達(dá)到額定電流I額，電功率也達(dá)到額定功率P額，且P額U額I額用電器的實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時(shí)消耗的電功率為了使用電器不被燒毀，要求實(shí)際功率不能大于其額定功率3、串、并聯(lián)電路中電功率的分析與計(jì)算（1）串聯(lián)電路功率關(guān)系（2）并聯(lián)電路功率關(guān)系（3）結(jié)論無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率等于各電阻消耗的功率之和?！咎貏e提醒】1、串并聯(lián)電路中的功率關(guān)系串聯(lián)電路并聯(lián)電路功率分配功率關(guān)系PP1P2PnPP1P2Pn2、“負(fù)載”、“負(fù)荷”與“電阻”的區(qū)別“負(fù)載”或“負(fù)荷”是對(duì)用電器功率特征的一種習(xí)慣稱謂通常說(shuō)“負(fù)載”或“負(fù)荷”大，是指用電器的功率大，并不是用電器的“電阻”大在一般情況下，“負(fù)載”大的用電器電阻反而小，如“220 V60 W”與“220 V100 W”的兩個(gè)燈泡，后者功率較大，電阻卻較小【典型例題】如圖所示電路中，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值相同，它們?cè)试S消耗的最大功率分別為10 W、10 W、4 W，此電路中允許消耗的最大功率為()A24 W B16 W C12 W D15 W【答案】D重難點(diǎn)二、焦耳定律要點(diǎn)二焦耳定律1焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比(2)公式：QI2Rt.(3)單位：焦耳，符號(hào)是J.(4)焦耳定律的微觀解釋：在電場(chǎng)力的作用下，金屬中做定向移動(dòng)的自由電子頻繁地與金屬正離子發(fā)生碰撞，不斷地把定向移動(dòng)的動(dòng)能傳遞給正離子，使離子熱運(yùn)動(dòng)加劇，從而把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，溫度升高(5)實(shí)質(zhì)：電流的熱效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【特別提醒】電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度只要電路中有電阻元件，電流通過電路時(shí)必產(chǎn)生電熱，焦耳定律是一切電路中計(jì)算電熱的普適公式2熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量叫熱功率(2)表達(dá)式：熱功率即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率PI2R.(3)單位：瓦特，符號(hào)W.(4)實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率3純電阻電路與非純電阻電路(1)兩種電路的比較兩種電路比較內(nèi)容純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件，只能把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器歐姆定律服從歐姆定律I不服從歐姆定律UIR或I能量轉(zhuǎn)化電流做功電能全部轉(zhuǎn)化為電熱電流做功電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈等電動(dòng)機(jī)、電解槽等(2)電功與電熱（3）電功與電熱的計(jì)算公式比較純電阻電路非純電阻電路電功WIUtI2RttWIUt電熱QIUtI2RttQI2Rt電功率PIUI2RPUI熱功率PIUI2RPI2R【特別提醒】不管是純電阻電路還是非純電阻電路，計(jì)算電功時(shí)都用WUIt，電功率都用PUI，熱量都用QI2Rt，熱功率都用PI2R，若用變形式時(shí)，就要考慮是否是純電阻電路【典型例題】如圖所示，電路中電阻R=10，線圈電阻r=1，加在電路兩端電壓U=100V，已知電流表讀數(shù)為30A，則（1）通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為多少？（2）電動(dòng)機(jī)輸出功率為多少？（3）電動(dòng)機(jī)的效率是多少？【答案】（1）20A；（2）1600W；（3）0.8【解析】（1）電阻R=10，電壓U=100V，故電流通過電動(dòng)機(jī)的電源：（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率發(fā)熱功率則電動(dòng)機(jī)輸出功的功率（3）電動(dòng)機(jī)的效率